Home » Hardware » Kvantecomputeren trykker speederen i bund
Kvantecomputeren trykker speederen i bund

Kvantecomputeren trykker speederen i bund

Share

Den er ikke længere en fjern forestilling. Nu begynder kvantecomputeren at ligne fremtidens dataknuser. Den bizarre computer har sat nye rekorder

Kvantecomputeren er en umulighed. I hvert fald, hvis du er af den mening, at verden kun består af de ting, vi kan se, mærke og høre. For den mystiske computer, der længe har været udråbt som fremtidens computerløsning, bygger på processer, der er mere end mikroskopisk små – og så bizarre, at de ligner en dårlig forfatters science fiction-fantasier.

Det bizarre vender vi tilbage til. Men denne viden er ikke ny. Allerede i begyndelsen af forrige århundrede begyndte det at dæmre for fysikere, at der befinder sig en verden nede under det, vi kan se selv med mikroskoper – en verden, der er opbygget af små ”partikler”, atomer og elektroner, og at disse byggeklodser består af noget endnu mindre, protoner og neutroner, der igen består af kvarker. Længst nede i denne struktur findes måske vibrerende strenge, hvis frekvens og form definerer alt stof omkring os.

Nobelpristageren Niels Bohr var blandt pionererne inden for denne verden, kvantefysikken. Hvad den danske teoretiker kun anede, er siden blevet beregnet og udforsket af mange hundrede videnskabsmænd, og resultatet af denne forskning førte allerede i slutningen af 1960’erne til de første ideer om en computer, der kan udnytte verdens mindste byggesten.

Flere og flere qubits

Kvantecomputeres hastighed måles i antallet af qubits – kvantebit. De fleste testsystemer ligger i dag på 10-20 qubits, men for nylig annoncerede Intel 49-qubit-chips og IBM en kvantecomputer, der kan håndtere 50 qubits. Herfra kan de traditionelle computere ikke følge med. Ifølge Technology Review fra det amerikanske MIT-universitet kan kvantecomputere med en kapacitet på 30-100 qubits forventes på markedet inden for to til fem år.

Senere skal vi forvente computere med 100.000 qubits, der vil forandre brancher, som fremstiller materialer, kemiske produkter og medicin, fordi man så kan lave præcise skalamodeller af molekyler. Systemer med 1 million qubits er også inden for rækkevidde – inden for 10 år, skriver mediet.

Ikke blot et fantasifoster

Indtil for få år siden var kvantecomputeren et fantasifoster, en teoretisk mulighed, der skulle realiseres langt ude i fremtiden. Men gevinsten ved at bygge computeren er potentielt så stor, at den igennem de sidste år har affødt det ene forskningsprojekt efter det andet. De første forsøg på at bygge en kvantecomputer så dagens lys i midten af 00’erne, men i dag er en række store virksomheder stærkt engagerede i udviklingen af kvantecomputere. Blandt dem er IBM, Microsoft og Google, men også mange tekniske universiteter.

Men hvorfor denne interesse – hvorfor ikke bare nøjes med en god, gammel digital computer? Forklaringen er i sin enkelhed, at kvante-computeren kan gå hen og blive langt hurtigere end den traditionelle computer. Ja, faktisk er kvantecomputeren det eneste, mulige redskab, hvis man skal beregne funktionen af for eksempel komplekse molekyler eller enzymer. Der er et svimlende perspektiv i kvantecomputeren, også økonomisk.

kvatecomputer

Dette kredsløb fra Intel rummer 17 qubits, som er betegnelsen for kvantebit. I dag er Intel nået op på 49 qubits.

Da Intel på årets CES-messe annoncerede en kvantechip, som kan håndtere 49 kvantebit, i jargonen kaldet qubits, var det måske årets største teknologiske nyhed. Siden har IBM udsendt en pressemeddelelse, hvoraf det fremgår, at computergigantens testlaboratorium har udviklet en kvantecomputer med 50 qubits. Lige netop 50 qubits udråbes ofte som den øverste grænse for regnekraften i tradi-tionelle computerkredsløb. Med andre ord: Kvantecomputeren har nu i forsøgsopstillinger – i teorien – vist sit kolossale potentiale.

Løser energiproblemet

Der er en anden god grund til, at fremtiden kan blive nødt til at satse på kvantecomputeren. Det amerikanske teknologimagasin Wired beskrev i en artikel sidste år – med henvisning til en rapport fra den amerikanske branche-forening The Semiconductor Industry Association – at med den voksende mængde af traditionelle computere, vil vi allerede i 2040 ikke have energi nok til at drive alle klodens digitale processorer.

Teorien bag dette skrækscenarie blev udviklet allerede i 1961 af Rolf Landauer fra IBM Research, der beskrev, hvorledes hver eneste bit-operation har brug for et vist minimum af energi. Han foretog en teoretisk beregning af dette minimumsforbrug, og i marts sidste år påviste forskere, at det var muligt at lave sådan en minimumschip med traditionel teknologi. Men det vil tage lang tid, før sådan et kredsløb er monteret i almindelige bærbare computere, og selvom det skulle lykkes at få sat teknologien i produktion, vil energiforbruget for det samlede antal globale bits stadig ligge så højt, at vi ikke har nok af energi.

Universet er et holografisk billede
kvatecomputer

Den nonlokalitet, som kvantecomputere udnytter, er måske udtryk for et todimensionalt univers.

Kvantecomputere udnytter to af kvantemekanikkens bizarre naturlove. Den ene er superposition – det at en kvante først er i en bestemt tilstand, når den aflæses. Den anden er forvikling (entanglement) – det forhold at to helt adskilte kvantepartikler kender hinandens tilstand uden at være i kontakt, hvis de blot tidligere har været meget tæt på hinanden. I dag mener mange kvantefysikere, at disse mystiske fænomener skyldes, at vores verden ikke ser ud, som vi opfatter den.

Mange fysikere er af den opfattelse, at vores univers har en todimensional hinde eller overflade, hvorpå al information om universet er lagret. Under særlige omstændigheder udtrykker denne todimensionalitet i tre dimensioner. Det er, som om den verden vi ser, er et hologram på den todimensionale overflade. Dette er ikke en fantasifuld forestilling, men baserer sig på blandt andet observationen af den nonlokalitet, som kvantecomputere udnytter.

Partikler, som er adskilt i vores 3D-verden, har en tæt forbindelse i den omgivende 2D-overflade. Også udforskningen af sorte huller har understøttet forskernes holografiske teorier. Når stof falder ned i et sort hul, så øges entropien (uordenen eller variationen), og massen vokser. Det er ikke så mærkeligt.

Men når det sorte huls radius for eksempel fordobles (det tager milliarder af år), fordobles massen også. Hvis det var et tredimensionalt objekt, skulle massen ikke blot fordobles, men firdobles. Det er endnu et tegn på, at universet kan have en underliggende todimensional struktur, forklarer George Musser, journalist ved Scientific American, i bogen ”Spooky Action at a Distance”.

DEL DENNE
Share


Mest populære
Populære
Nyeste
Tags

Find os på de sociale medier

Modtag dagligt IT-nyhedsbrev

Få gratis tech-nyheder i din mail-indbakke alle hverdage. Læs mere om IT-UPDATE her

Find os på FaceBook

Alt om DATA

Lautrupsgade 7,
DK-2100 København Ø
Telefon: 33 91 28 33
redaktion@altomdata.dk

Datatid TechLife

Lautrupsgade 7,
DK-2100 København Ø
Telefon: 33 91 28 33
redaktion@datatid.dk

Audio Media A/S

CVR nr. 16315648,
Lautrupsgade 7,
DK-2100 København Ø
Telefon: 33 91 28 33
info@audio.dk
Annoncesalg / Prislister:
Lars Bo Jensen: lbj@audio.dk Telefon: 40 80 44 53
Annoncer: Medieinformation


Alt om DATA, Datatid TechLife  © 2020
Privatlivspolitik og cookie information - Audio Media A/S